Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,干细胞研究进展,组胚：郭雨霁,第一页，共四十五页。,1981,年,Evans,等成功地建立了小鼠的,ESC,系；,1995,年,Thompson,等建立了第一株灵长类动物的,ESC,系；,1998,年,11,月，美国威斯康星大学的科学家在美国科学杂志报告说，他们已成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖；,1999,年,12,月，干细胞研究进展被科学杂志评选为该年度世界十大科学进展之首;,1999,年,12,月，美国科学家在美国科学院院刊报告说，小鼠肌肉组织的成体(chn t)干细胞可以“横向分化”为血液细胞。随后，世界各国的科学家相继证实，成体(chn t)干细胞，包括人类的成体(chn t)干细胞具有可塑性;,2001年末,干细胞研究又被其列为六大热门科技领域之首;,干细胞的话题沸沸扬扬,(fi fi yng yng),地充斥在全球各种新闻媒体,第二页，共四十五页。,2001年4月，美国科学家发现，从病人臀部和大腿处抽取的脂肪中，含有大量类似干细胞的细胞，这些细胞可以发育成健康的软骨和肌肉等。,2006年两项研究成果标志着干细胞技术正从一种概念，转变成能够看得见的事实：,美国科学家利用胚胎干细胞所衍生的运动神经元让瘫痪的老鼠恢复,(huf),了行走能力；,英国科学家从胚胎干细胞中培育出来的精子，并使之与卵细胞结合，生育出幼鼠。,2010年1月韩国朝鲜日报报道，韩国建国大学兽医学院教授利用人类脐带血干细胞成功治愈了脊髓受伤导致两条后腿瘫痪的狗。,分离和体外培养各种来源的干细胞的技术不断成熟,更是引发了新一轮的干细胞研究热潮。,美国加州每年提供干细胞研究经费达3亿美元。我国的干细胞研究也很活跃，“863”计划近期将为干细胞研究提供2亿元人民币的经费。2000年日本启动“千年世纪工程”，干细胞工程为核心技术的再生医疗成为这项工程的四大重点之一，第一年度投资金额达108亿日元。,第三页，共四十五页。,到底干细胞是什么东西，为何会受到如此的关注？,干细胞是潜力无穷？还是被我们,(w men),过度期待？,干细胞,（stem cells）,是一类能够进行自我更新,(gngxn),（self-renew）,和尚未分化,（un-differentiated,具有分化潜能,）,的细胞,；,可以分化为多种组成人体的组织或器官的细胞类型,。,第四页，共四十五页。,自然存在,(cnzi),的各种干细胞,多能,(du nn),(pluripotent),干细胞,(胚胎干细胞、胚胎生殖细胞),单能,(unipotent),干细胞,(成体干细胞),造血,(zo xu),干细胞,其他组织特异性干细胞,（神经、肺部干细胞等）,特化细胞,红细胞,血小板,白细胞,全能,(totipotent),干细胞,(受精卵),第五页，共四十五页。,The fertilized ovum is the origin of the life.,第六页，共四十五页。,滋养层,胎盘及胎儿的附属结构,第七页，共四十五页。,卵黄囊尾侧壁上的内胚层细胞是原始,(yunsh),生殖细胞的发源地。,后经肠系膜迁移至生殖腺嵴。,第八页，共四十五页。,多能干细胞,pluripotent stem cells：,a、,来源：胚胎干细胞内细胞群细胞,胚胎生殖细胞原始生殖细胞,b、,特点：可进行克隆性增殖而不发生分化，保持二,倍体核型不变；,具有多向分化的潜能，在特定条件下可诱,导分化为三个 胚层来源的所有组织细胞；,失去了发育形成生物个体,(gt),的能力。,c、,多分化潜能性的实验证据：嵌合体实验,畸胎瘤实验,类胚体实验,第九页，共四十五页。,单能干细胞,unipotent stem cells：,成体干细胞/组织特异性干细胞,a、,特征：能自我复制,有分化潜能,但只能分化为所在,组织的功能,(gngnng),细胞。,b、,存在部位：骨髓,周围血液,脑,脊髓,血管,骨骼肌,表皮,消化管,角膜,视网膜,肝,胰等,c、,可塑性：横向分化,特化细胞,specialized cells：,具有特定形态结构、分子标记和功能，不能进行分化。,横向(hn xin)分化：,通常情况下，供体的干细胞在受体中分化为与其组织来源一致的细胞。部分干细胞在特定条件下可以转化为其它胚层来源的细胞，如肌肉干细胞在特定条件下可以分化为各种血细胞等。,1999,年,Goodell,等人分离出小鼠的肌肉(jru)干细胞，体外培养5天后，与少量的骨髓间质细胞一起移植入接受致死量辐射的小鼠中，结果发现肌肉(jru)干细胞会分化为各种血细胞。,第十页，共四十五页。,ESC,和成体,(chn t),干细胞的异同,相同点：都具有干细胞的自我复制和分化能力,(nngl),，都有“归巢”现象。,第十一页，共四十五页。,干细胞是一类能够进行,自我更新,和,具有分化潜能,的细胞,（具有分裂增殖能力，干细胞本身不是处于分化途径的终 端）。,干细胞通过两种方式生长,*对称分裂-形成两个相同的干细胞,*,不对称分裂,-由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分,配，使得一个子细胞不可逆的走向分化的终端(zhn dun)成为,功能专一的分化细胞；另一个保持亲代的特征，仍,作为干细胞保留下来。,干细胞的共同,(gngtng),特征,干细胞增殖(zngzh)的缓慢性,干细胞增殖的自稳性,区别于肿瘤细胞的本质性特征。,有利于其对特定的外界信号做出反应，以决定是进入增殖还是进入分化程序，同时有利于减少干细胞内基因突变的危险。,第十二页，共四十五页。,研究干细胞增殖和分化机制的最终,(zu zhn),目的是应用干细胞治疗疾病。理论上讲，干细胞可以用于许多疾病的治疗，像帕金森氏病、糖尿病、心肌梗死、肝功能衰竭等。就是干细胞的这种潜在的价值引起了各国学者的研究兴趣。,干细胞的应用,(yngyng),第十三页，共四十五页。,胚胎干细胞,embryonic stem cells,干细胞相关技术,(jsh),：克隆,clone,转基因技术,transgenic technology,成体干细胞：神经干细胞,neural stem cells,肺干细胞,pulmonary stem cells,诱导型多能干细胞,induced pluripotent stem cell,主 要 内 容,第2周,第3周,第十四页，共四十五页。,胚胎干细胞（,embryonic stem cell,ESC,）是从早期胚胎的 内细胞团中分离出来的一种高度未分化、具有多向分化潜能的细胞。,1981,年,Evans,等,从囊胚的内细胞群中成功分离、建立(jinl)了小鼠的,ESC,系,1998,年,Thomson,和,Gearhart,分别用胚泡内细胞团细胞和原始生殖细胞成功地建立了人的,ESC,系,在全球范围内掀起了,ESC,的研究热潮。,胚胎,(piti),干细胞,ESC,的体外培养,(piyng),建系,定向诱导分化,在生物医学上的应用,第十五页，共四十五页。,早期小鼠胚胎的获得,(hud),：,受精后第,4,天上午，取出孕子宫，将输卵管端夹闭，由阴道端插入,5,号针头注入冲胚液，至宫腔达到一定压力，突然松开输卵管侧，即可获得发育至囊胚期的早期胚胎。选取发育良好的囊胚接种在,饲养层细胞,上。,从小鼠囊胚的内细胞群中分离,(fnl),培养,ESC,子宫,(zgng),第十六页，共四十五页。,小鼠早期胚胎的体外培养,-,饲养层,：,饲养层细胞的作用：,培养的鼠胚成纤维细胞经丝裂霉素,C,处理后，可用作饲养层细胞。饲养层细胞经丝裂霉素,C,处理后，虽然失去分裂能力，但仍然保持生存,(shngcn),活性，并为胚胎干细胞的存活、增殖和未分化状态的维持提供一些必需因子，还可去除培养环境中的毒素和代谢抑制因子。,饲养层细胞的处理方法如下：,取,P12-16,的孕鼠，剖腹取胚胎，去除头、四肢、内脏后，,Hanks,液反复冲洗，剪碎鼠胚组织，胰酶消化成单细胞悬液，接种，即为原代培养鼠胚成纤维细胞。将原培养液弃去，加入含1,0g/ml,丝裂霉素,C,的培养液作用,2-4h,，然后胰酶消化制成单细胞悬液，接种在四孔板中备用。,从小鼠囊胚的内细胞,(xbo),群中分离培养,ESC,第十七页，共四十五页。,小鼠早期胚胎,(piti),的体外培养：,从小鼠囊胚的内细胞,(xbo),群中分离培养,ESC,第十八页，共四十五页。,ESC,的分离培养,：,待小鼠囊胚贴壁，并从透明带中孵出后，在显微操作仪下分离内细胞团，吸出内细胞团，用胰酶消化，将其离散,(lsn),成小的细胞团块，接种于新的铺有,饲养层细胞,的四孔板中。一周后即可出现,ESC,集落。,从小鼠囊胚的内细胞,(xbo),群中分离培养,ESC,第十九页，共四十五页。,ESC,的分离培养,-,饲养层,：,ESC,体外培养的条件非常严格，为了维持,ESC,的未分化状态(zhungti)，在体外培养过程中，必须有饲养层或其它分化抑制剂的支持，适宜的饲养层培养体系是,ESC,体外培养扩增的一个关键环节。,从小鼠囊胚的内细胞群中分离,(fnl),培养,ESC,原代鼠胚成纤维细胞,（primary mouse embryonic fibroblast，PMEF）,以其易于取材、分化抑制效果好等特点而被广泛应用。,目前常用的饲养层有：,STO（SIM,小鼠成纤维细胞株，并为抗硫 代鸟嘌呤,6-thioguanine,和鸟本箭毒素甙鸟巴因,oualiain,选择过的 细胞,）,、,PMEF,(原代培养鼠胚成纤维细胞)、,SNL(G418R,基因和,LIF,基因转染的,STO）、HBC-5637,等。,随着对人,ESC,研究的深入，来源于人,ESC,的组织器官可望用于 临床。在体外培养人,ESC,时多使用,PMEF,作为饲养层，这样在,ESC,用于临床治疗时，可能带来鼠源性蛋白的污染而引起不良 反应，所以有人,(yu rn),尝试利用,人胚胎成纤维细胞,作饲养层进行人,ESC,的培养，并已有成功的报道。,饲养层细胞的抑分化功能来源于基质中的白血病抑制因子,（leukemia inhibiting factor,LIF），LIF,最早于,1988,年在小鼠,Krebs,腹水瘤细胞条件培养基中被纯化的，是一种典型的多功能细胞因子。如：抑制骨髓白血病,m1,细胞的增殖，诱导其向巨噬细胞方向分化；促进外周胆碱能神经分化和功能成熟；刺激破骨细胞增殖；调节肝细胞急性期反应蛋白的合成；,抑制多能胚胎干细胞的分化,等。,有学者向,ESC,培养基中加入,LIF,以取代饲养层细胞，辅以条件培养基即可维持,ESC,的多能性，从而消除饲养层细胞的干扰。,第二十页，共四十五页。,ESC,的纯化,：,待四孔板内长满,ESC,集落，未出现分化 征象之前，用玻璃针挑取,ESC,集落，用 胰酶消化，反复吹打离散后重新接种。,集落呈克隆状生长，与饲养(syng)层细胞之间 有明显的界限，细胞排列紧密，界限不 清，可见折光性比较强的分裂相。,从小鼠囊胚的内细胞群中分离,(fnl),培养,ESC,第二十一页，共四十五页。,ESC,特异性表面,(biomin),标记,从小鼠囊胚的内细胞(xbo)群中分离培养,ESC,第二十二页，共四十五页。,ESC,的鉴定,-,嵌合体制备技术：,嵌合体,（chimera）,是指由两种或两种以上不同遗传构成的细胞 构成的个体，这种个体的组织器官由基因型不同的细胞群组成。,ESC,能广泛,(gungfn),参与宿主各组织的形成，尤其是生殖系的形成，成 为嵌合体制备的最佳实验材料。,嵌合体的成功制备也是证明,ESC,具有发育全能性的一个金指标。,从小鼠囊胚的内细胞群中